Скважинные водозаборы (стр. 15 )

и определяют Δn по формуле (10.17).

10.5.6 При Δn ≤ 1 производят выбор диаметров, при n > 1 оценивают техническая возможность или увеличение понижения или длины границ водозабора. По формулам подземной гидравлики в зависимости от напорной или безнапорной фильтрации при известных параметрах пласта рассчитывают понижения в каждой скважине при Qi = Qimax. Так же для анализа делают расчет на случай удлинения водозабора с помощью вычисления уточненного расстояния по формуле

.        (10.20)

10.5.7 Если и Qi >Qimax, в скважинах, где Qi > Qimax принимается Qi = Qimax, при этом, если условие будет соблюдено, уточняется понижение в каждой скважине Si и проверяется условие Si ≤ Siдоп.

10.6  Выбор рациональной схемы водозабора для линейного ряда скважин

Задача выбора рациональной схемы водозабора для линейного ряда скважин сводится к определению: количества точек водоотбора* (скважин) n, величин водоотбора из одной точки Qi, расстояний между точками водоотбора lij при обеспечении требуемой производительности водозабора Qв в границах общей протяженности водозабора L и местонахождения головных сооружений насосной станции второго подъема с минимальными приведенными затратами П → min для следующих вариантов:

— при одинаковой сработке уровня воды Si = S и расстояний между скважинами lij = l с величинами водоотбора, не превышающим Qi ≤ Qimax;

— при одинаковой сработке уровня воды Si = S и разном расстоянии между точками водоотбора lij  с величинами водоотбора, не превышающим Qi ≤ Qimax;

— при одинаковой сработке уровня воды Si = S без ограничения величинами водоотбора в одной точке с расположением головных сооружений, резервуаров и насосной станции второго подъема  в начале (конце) или в центре водозабора.

10.7  Выбор рациональной схемы водозабора для кольцевой схемы расположения скважин

Задача выбора рациональной схемы водозабора для кольцевой схемы расположения скважин сводится к определению: количества точек водоотбора (скважин) n, величин водоотбора Qi, расстояния между точками водоотбора (скважинами) lij, радиуса кольца батареи Rк в границах ограничений Rгр и местонахождения головных сооружений насосной станции второго подъема с минимальными приведенными затратами П → min.

При этом рассматриваются следующие варианты:

— при одинаковой сработке уровня воды в точках водоотбора Si = S с величинами водоотбора,  не превышающим Qi ≤ Qimax;

— при одинаковой сработке уровней Si = S без ограничений дебита в одной точке водоотбора.

10.8 Выбор рациональной схемы водозабора для площадной и произвольной схемы  расположения скважин

Задача выбора рациональной схемы водозабора для линейного ряда скважин сводится к определению: количества точек водоотбора (скважин) n, величин водоотбора Qi, местоположения головных сооружений насосной станции второго подъема при фиксированных координатах Xi и Уi расположения точек водоотбора и водозаборных скважин с условием одинаковой сработки уровней воды в точках водоотбора Si = S с минимальными приведенными затратами П →min.

По каждой схеме и для всех вариантов производят расчет приведенных затрат в соответствии  с формулой (10.7) и выбирают вариант с минимальной величиной.

10.9  Определение оптимальных диаметров сборных водоводов

Оптимальные диаметры сборных водоводов определяют по формуле

,        (10.21)

где dij        — диаметр участка i – j трубопровода, м;

а, b и α        — постоянные величины, учитывающие глубину заложения трубопровода, категорию грунта, гидрогеологические условия и материал труб, которые определяются  с помощью аппроксимации графика Сijт = f(dij) по данным прейскурантов;

G        — стоимость скважины, отнесенной к 1 кВт заявленной мощности, руб.;

ηij        — КПД насоса i-й скважины;

lij        — длина участка трубопровода;

qij        — расход, м3/с;

β        — показатель степени (при квадратичной зависимости потерь от расхода β = 2);

m        — показатель степени при диаметре (зависит от материала труб).

10.10 Выбор места расположения головных сооружений водозабора для линейного ряда скважин

По известным Q, lij производят выбор диаметров трубопроводов и гидравлический расчет для определения потерь напора и получения исходных параметров для двух вариантов расположения общей точки сбора воды из скважин:

— точка расположена в центре на линии водозабора (точка Ц на рисунке 10.2);

— точка расположена на кратчайшем расстоянии от точки подключения водовода к городской водопроводной сети (точка П на рисунке 10.2).

Рисунок 10.2 — Расчетная схема (X, Y, Z-координаты) для определения места расположения

головных сооружений водозабора

По формуле (10.9) определяют приведенные затраты по первому ПIЦ и второму вариантам ПIП общей точки сбора воды водозабора, а также и приведенные затраты по головным сооружениям второго подъема.

Для выбранного варианта с меньшими приведенными затратами производится определение места расположения головных сооружений насосной станции второго подъема путем сравнения приведенных затрат соответственно по водозабору Пi и сооружениям второго подъема ПII, в которых основную роль играют эксплуатационные затраты (электроэнергия).

При этом могут быть четыре случая:

1) ,

в этом случае головные сооружения располагаются в центре водозабора;

2) ,

головные сооружения располагаются на расстоянии от створа водозабора, которое определяется  по формуле

,        (10.22)

где ΔL — расстояние от створа водозаборных сооружений до точки подключения водоводов к сети, м;

3) ,

головные сооружения располагаются посередине водоводов второго подъема;

4)

головные сооружения располагаются на расстоянии ΔL от створа водозаборных сооружений, которое определяется по формуле

.        (10.23)

10.11  Поэтапное развитие скважинного водозабора

В связи с тем, что расчетный срок окупаемости водозабора составляет 8 лет, а срок работ, на который проектируют водозабор, принимается равным 10 000 сут, т. е. 27 годам, предлагается производить проектирование с учетом поэтапного развития скважинного водозабора в сроки, кратные 10; 20; 30 годам при заданном общем водоотборе.

Поэтапное развитие водозабора с изменением его размеров и режимов работы во времени позволяет значительно сократить затраты на его строительство и эксплуатацию и более обоснованно производить после каждого последующего этапа эксплуатации расчет изменения производительности водозабора (переоценку запасов подземных вод).

11  Технология и порядок работ по интенсификации скважинных водозаборов

11.1  Задачи интенсификации

Основными задачами интенсификации скважинных водозаборов являются:

— уточнение (определение) параметров водоносного комплекса и водозаборных скважин, водоподъемного оборудования и трубопроводов;

— оценка технического состояния отдельных сооружений и оборудования водозабора и определение возможности получения ими требуемых объемов воды;

— определение оптимальных типов водоподъемного оборудования и параметров режимов  эксплуатации водозабора;

— прогнозная оценка эксплуатационных запасов подземных вод с перспективами развития водозабора.

11.2  Обследование и наладка водозаборов

Обследование и наладку водозаборов необходимо проводить как на стадии сдачи вновь построенного водозабора, так и на действующих водозаборах периодически, по мере изменения параметров  и режимов их работы, и они включают выполнение следующих работ:

— сбор технической и эксплуатационной информации;

— натурные обследования сооружений и оборудования;

— обработку и анализ материалов обследования с идентификацией математической модели  водозабора;

— разработку мероприятий по интенсификации работы сооружений первого подъема и по рациональному отбору подземных вод.

11.2.1 В результате сбора информации выявляется схема водозабора, состав и характеристики технологических сооружений, коммуникаций и оборудования. Изучаются материалы гидрогеологических изысканий и режимных наблюдений за водоотбором и уровнями подземных вод, паспортные данные скважин и эксплуатационные характеристики в течение всего периода работы.

11.2.2 Натурное обследование включает в себя съемку параметров работы водозабора в режиме максимальной нагрузки. При этом измеряют: давление воды в трубопроводах на устьях скважин и характерных точках сборных водоводов (манометрическая съемка), уровни воды в водозаборных и наблюдательных скважинах, потребляемую электроэнергию скважинных электронасосов и уровень воды в резервуарах. Производится прослеживание динамики восстановления уровня в каждой скважине  и взаимодействующих с ней (после ее отключения) и, наконец, с помощью откачки скважины «на выброс» определяются характеристики погружного насоса и скважины.